[發(fā)明專利]基于GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的頻率可重構全息天線制備方法

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• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106602214A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 尹曉雪;張亮
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/50;H01Q1/36;H01Q5/321
• 代理公司: 西安智萃知識產(chǎn)權代理有限公司61221
• 代理人: 劉長春

1.一種基于GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的頻率可重構全息天線制備方法，其特征在于，所述可重構全息天線包括GeOI襯底、第一天線臂、第二天線臂、同軸饋線、直流偏置線及全息圓環(huán)；其中，所述可重構全息天線制備方法包括：

在所述GeOI襯底制作多個GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管；

將多個GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管依次首尾相連形成多個GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管串；

由多個等長的GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管串形成所述第一天線臂和所述第二天線臂；

在所述第一天線臂和所述第二天線臂外側制作八段等長的GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管串形成正八邊形結構的所述全息圓環(huán)；

制作所述同軸饋線以連接所述第一天線臂及所述第二天線臂，形成所述可重構全息天線。

2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述GeOI襯底制作多個GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管，包括：

(a)在所述GeOI襯底表面淀積第一保護層；

(b)利用干法刻蝕工藝刻蝕所述第一保護層及所述GeOI襯底以在所述GeOI襯底內(nèi)形成隔離溝槽；

(c)在所述隔離溝槽內(nèi)填充隔離材料；去除所述第一保護層及所述隔離溝槽外的所述隔離材料形成隔離區(qū)；

(d)刻蝕所述GeOI襯底的頂層Ge層以在所述頂層Ge層內(nèi)形成第一溝槽和第二溝槽；

(e)在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)淀積GaAs材料；

(f)利用離子注入工藝對所述第一溝槽內(nèi)的GaAs材料進行P型離子注入形成P型有源區(qū)，對所述第二溝槽內(nèi)的GaAs材料進行N型離子注入形成N型有源區(qū)；

(g)在所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)表面形成引線孔并濺射金屬形成所述GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管。

3.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(a)包括：

(a1)在所述GeOI襯底表面生成SiO₂材料形成第一SiO₂層；

(a2)在所述第一SiO₂層表面生成SiN材料形成第一SiN層以最終形成所述第一保護層。

4.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(d)包括：

(d1)在所述GeOI襯底表面形成第二保護層；

(d2)采用第二掩膜版，利用各向異性刻蝕工藝刻蝕所述第二保護層及所述頂層Ge層以在所述頂層Ge層形成所述第一溝槽和所述第二溝槽。

5.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(e)包括：

(e1)利用MOCVD工藝，在所述第一溝槽和所述第二溝槽內(nèi)淀積GaAs材料；

(e2)利用CMP工藝，去除所述第一溝槽和所述第二溝槽外一定厚度的GaAs材料以完成所述第一溝槽和所述第二溝槽的平整化。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(g)包括：

(g1)在整個襯底表面淀積SiO₂材料；

(g2)采用第五掩膜版，利用各向異性刻蝕工藝，刻蝕所述P型有源區(qū)和所述N型有源區(qū)表面部分位置的SiO₂材料形成所述引線孔；

(g3)在所述引線孔中濺射金屬材料；

(g4)鈍化處理并光刻PAD以形成所述GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管。

7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述全息圓環(huán)的邊長與所述第一天線臂和所述第二天線臂長度之和相同，所述正八邊形的外接圓的半徑為所述天線接收或發(fā)送的電磁波波長的四分之三。

8.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述可重構全息天線還包括制作于所述GeOI襯底的多個直流偏置線；所述多個直流偏置線間隔性的電連接至所述多個GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管串兩端。

9.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述GaAs/Ge/GaAs異質(zhì)結構的SPiN二極管包括P+區(qū)、N+區(qū)和本征區(qū)，且還包括第一金屬接觸區(qū)和第二金屬接觸區(qū)；其中，

所述第一金屬接觸區(qū)分別電連接所述P+區(qū)與正電壓，所述第二金屬接觸區(qū)分別電連接所述N+區(qū)與負電壓，以使對應SPiN二極管串兩端被施加電壓后其所有SPiN二極管處于正向導通狀態(tài)。